混合箝位式三电平整流器控制策略研究.pdf

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1、第47卷第10期电力电子技术Vo1．47，No．102013年10月PowerElectronicsOctober2013混合箝位式三电平整流器控制策略研究刘稳，邓庆伟，刘毅，曹海洋(中国矿业大学，信电学院，江苏徐州221008)摘要：针对高压、大功率混合箝位式三电平脉宽调制(PWM)整流器，分析了其功率开关器件控制规则并建立了数学模型，提出基于参考电压分解的三电平优化空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法和电网电压定向直接电流控制策略．实现了混合箝位式三电平整流器的高动态性能控制。通过分析64种电压空间矢量对整

2、流器直流侧中点电位的影响特性．首次提出混合箝位式三电平整流器冗余“七段式”空间矢量组合选择策略，实现了直流侧中点电位的自平衡控制。实验结果表明所提出的控制策略实用、可行。关键词：整流器；混合箝位；电压空间矢量；直接电流控制中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)10—0001—03ResearchonControlStrategyoftheHybridClampThree-levelRectifierLIUWen，DENGQing—wei，LIUYi，CAOHai—yang

3、(ChinaUnwemi~ofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Basedonthehighvoltageandhighpowerconsiderations，thepowerswitchdevicecontrolrulesofthehy—bridclampthree—levelpulsewidthmodulation(PWM)rectifierisanalyzedandmathematicalmodelisconstructed．Ba—sedon

4、referencevoltagedecompositionandthegridvoltageorientation，anoptimizedspacevectorpulsewidthmodu-lation(SVPWM)algorithmanddirectcurrentcontrolofthehybridclampthree—levelrectifieraleproposedtoachievehighdynamicperformancecontro1．Byanalyzingtheefectofthesixty—f

5、ourvoltagespacevectorexertingontheneu—tral—pointinDCsideofthePWMrectifier，anoptimized“sevensection’’combinationchoicestrategyofitsredundantvoltagespacevectorsisfirstlyproposed．ItcanbalancetheDCvoltageautomatically．Theexperimentalresultsprovetheeficiencyandp

6、racticabilityofthealgorithm．Keywords：rectifier；hybridclamp；voltagespacevector；directcurrentcontroll引言变得既灵活又复杂。此处通过分析混合箝位式三电平整流器的64种电压空间矢量对直流侧中点电三电平PWM整流器因其具有能量双向传输、位的影响特性，总结出电压空间矢量对中点电位网侧电流接近正弦等特点而受到广泛关注。其中的影响规律。进而首次提出了控制中点电位平衡二极管箝位型拓扑结构已成为三电平整流器设备的“七段式”矢量组

7、合选择策略。的主流结构．但由于二极管箝位型三电平整流器自身结构特点．桥臂内侧功率开关器件存在关断2混合箝位式三电平PWM整流器过电压、中点电位不均衡等缺点。在实际应用和推图1为三相混合箝位式三电平整流器拓扑。广中受到限制。为了克服三电平整流器在拓扑结构上的不足．在此对一种新型混合箝位式三电平整流器进行研究[1]。该拓扑结构是在传统二极管箝位式三电平拓扑结构每个桥臂的串联箝位二极管上分别并联一个箝位电容．所加电容能箝位功率开关器件关断过电压，并通过充放电实现中点电位的自平衡控制。但其电压空间矢量增至64种，使其

8、控制三相混合箝位式三电平整流器拓扑结构妻：3：。6—30，，．．，Fig．1图Top。l。gyofthree-phasehybridclampthree-levelrectifi。作者简介：刘稳(1989一)，男，江苏徐州人，硕士研究生，研究方向为电力电if-与电力传动。建立三相混合箝位式-ca平整流器的数学模型第47卷第10期电力电子技术Vo1．47，No．102013年10月PowerElect